【材料日报】日本国内能源管理报告发布，3D打印活体组织新方法，新型高性能粘结剂材料

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日本富士经济发布日本国内能源管理相关市场调查报告

2017年8月14日，日本专业市场与产业调查研究机构株式会社富士经济（以下简称“富士经济”）针对家庭领域和工业·商业领域的能源管理相关的日本国内市场进行了调查，并发布了调查结果《2017 能源管理系统相关市场实态总调查》。以下是调查结果概要：

▲调查结果概要

【家庭领域】主要调查对象有：受ZEH普及和能源自给自足需求利好发展的HEMS（Home Energy Management System），电力测量对应型配电盘（住宅用），固定式蓄电系统（住宅用），V2X（汽车电力供应系统），家用节能服务。

在家庭领域中，随着电力收购价格的下跌、固定式蓄电系统的价格降低以及ZEH支援事业的推进等，太阳能发电能源的自家消费需求有所上涨，HEMS作为创能·蓄能的控制器，其需求也将随之上涨。今后电力零售商等能源相关运营商的加入将会提供更多的全新应用方案，市场规模也将稳步扩大。据富士经济预测，2025年，家庭领域的市场将超过工业·商业领域，达到1,544亿日元。

【工业·商业领域】与物联网（IoT）/大数据解决方案积极开展合作的工业·商业领域的主要调查对象有：BEMS[Building Energy Management System，建筑能源管理系统，这里包括BAS（楼宇自动化系统）/BEMS单系统]，REMS（Retail Energy Management System，零售能源管理系统），FEMS（Factory Energy Management System，工厂能源管理系统），可视化工具（单回路电力电机·多回路测量装置·多测量仪器·数据采集服务器），需求控制器，固定式蓄电系统（工业·商业用），工业·商业用节能服务。

在工业·商业领域中，EMS作为需求监控等能源成本削减对策，其引入已基本完善，今后的需求将主要以替换更新为主。今后随着通信环境的完善以及能源管理系统与物联网/大数据解决方案的积极合作，使用多种传感器的EMS（Energy Management System，能源管理系统）将朝着高附加值化发展，例如设备监控、预防维护、空调·照明等空间舒适化控制等。

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英国牛津大学科学家开发出一种3D打印活体组织新方法

2017年8月15日，英国牛津大学通过官网发布消息称，该校的科学家已经开发出一种可实验室3D打印细胞形成活体组织的新方法。这种方法有望革新再生医学，能够生产复杂的组织和软骨，这将潜在地支持、修复或改善身体的患病和受损区域。

通常情况下，想要打印高分辨率的生物组织是很难做到的，因为细胞经常在打印结构内移动并且可能自发凋亡。但是，由牛津大学化学系化学生物学教授Hagan Bayley领导的研究团队设计了一种在自体细胞中产生组织的方式，并可以支持组织结构保持其形状。

据悉，在这项研究中，细胞被包裹在脂质涂层中的保护性纳米级液滴内，随后可以逐层组装成活体组织结构。以这种方式生产打印的组织可以提高单个细胞的存活率，并允许团队通过建立单个组织来提高当前的技术，使其达到更高的分辨率。为了更好地面向应用端，人造组织需要能够模拟人体的行为和功能。该方法能够制造图案化的细胞构建体，完全生长后可以模拟或潜在地增强天然组织。

Alexander Graham是这项研究论文的第一作者，也是OxSyBio（牛津大学合成生物学）的生物3D打印科学家，他说：“我们的目标是制造三维活体组织，其拥有天然生物中发现的基本行为和生理学特征。迄今为止，打印具有活体复杂细胞结构组织的实例十分有限。因此，我们专注于设计高分辨率细胞打印平台，使用相对便宜的组件，用于可重复地生产人造组织，并保证其具有包括干细胞在内的一系列细胞的适当复杂性。”

研究人员希望随着进一步的发展，这些材料可能对全球医疗保健领域产生广泛的影响。潜在的应用包括塑造可重复的人体组织模型，这可能会消除原本必要的临床动物实验过程。

在接下来的几个月中，他们将努力开发新的互补打印技术，允许使用更广泛的活体和混合材料，以开展工业规模的组织生产。OxSyBio首席技术官Sam Olof博士说：“生物3D打印有许多潜在的应用，我们认为可以通过使用这一技术给患者带来细胞模拟或增强天然组织功能的个性化治疗方案。在未来，生物3D打印技术还有望应用于医学诊断领域，例如用于药物或毒素筛选。”

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日本成功研发出能代替传统充电锂电池粘结剂的高性能粘结剂材料

2017年8月17日，北陆先端科学技术大学院大学尖端科学技术研究员物质化学领域松见纪佳教授等人成功研发了能代替PVDF的高功能性高分子粘结剂，该粘结剂可以大幅度降低充电锂电池的电极与电解质之间的电阻。

一直以来，PVDF作为充电锂电池粘结剂被广泛使用，而基础研究的展开一直围绕着正极、负极、电解质等材料。近年来虽然关于粘结剂的论文数量变多，但研究并不充分。

新型的粘结剂材料合成了具有BIAN结构的共轭高分子。

▲BIAN型高分子粘结剂设计理念

组装成半电池进行完整的充放电试验，其结果表明：采用PVDF的放电容量是165 mA/g，而新型粘结剂的放电容量高于250mAh/g。

在观测各半电池循环伏安法试验中，PVDF在循环初期就产生了不可逆的电解液电解高峰，而新型粘结剂的半电池就没有这种现象。这说明该粘结剂材料能够明显地抑制电解液的电解。

另外，在测试半电池充放电后的电阻试验中，比较二者的界面阻抗可以看出新型粘结剂明显具有较低界面阻抗。因此推断出，使用该粘结剂材料的电池与PVDF型电池相比，具有相当低的阻抗。

今后，电池构成和充放电条件设计越合理，蓄电装置的特性就越能发挥出来。大大降低了电极-电解质之间电阻的功能性高分子粘结剂，不仅可以应用到充电锂电池中，还可以广泛应用到更多的蓄电装置中去。